1、用图示装置及药品制备有关气体,其中能达到实验目的的是( )
选项 | A | B | C | D |
装置及药品 | ||||
实验目的 | 制H2S | 制氨气 | 制NO2 | 制氯气 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:
化学反应方程式 |
| 化学平衡常数 |
①CO(g)+2H2(g) | ΔH1=-99 kJ•mol-1 | K1 |
②2CH3OH(g) | ΔH2=-24 kJ•mol-1 | K2 |
③CO(g)+H2O(g) | ΔH3=-41 kJ•mol-1 | K3 |
(1)该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH
该反应ΔH=__________________,化学平衡常数K=____________________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)某温度下,将8.0molH2和4.0molCO充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),10 分钟后反应达平衡,测得二甲醚的体积分数为25%,则CO的转化率为________。
(3)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有________。
A.分离出二甲醚 B.升高温度 C.改用高效催化剂 D.增大压强
(4)该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是_______________________________。
3、碳、硅两元素广泛存在于自然界中.请回答下列问题:
(1)基态14C原子的核外存在________对自旋方向相反的电子,硅原子的电子排布式为__________。
(2)晶体硅的结构与全刚石非常相似。晶体硅硅中硅原子的杂化方式为_______杂化;金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)的熔点由高到低的顺序为_____________。
(3)科学研究结果表明,碳的氧化物CO2能够与H2O借助子太阳能制备HCOOH。其反应原理如下:2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,则生成的HCOOH分子中δ键和π键的个数比是_______。
(4)碳单质有多种形式,其中C60、石墨烯与金刚石晶体结构如图所示:
①C60、石墨烯与金刚石互为_________。
②C60形成的晶体是分子晶体,C60分子中含有12个五边形和20个六边形,碳与碳之间既有单键又有双键,已知C60分子所含的双键数为30,则C60分子中_______个C—C 键(多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2)。在石墨烯晶体中,每个C原子连接______个六元环;在金刚石晶体中,每个C原子连接的最小环也为六元环,六元环屮最多有_______个C原子在同一平面。
③金刚石晶胞含有______个碳原子。若碳原子的半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=______a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率为_______(不要求计算结果)。
4、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
5、硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合酸性溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
(1)在图示的转化中:Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是_______;当有1molH2S转化为硫单质时,若保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为_______。
(2)在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施是_______。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。则H2S在高温下分解反应的化学方程式为_______。
(4)H2S具有还原性。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4和其它产物,写出该反应的化学方程式_______。反应中被还原的元素是_______。
(5)从电离平衡角度,结合必要的化学用语说明Na2S溶液常温下pH>7的原因:_______。
(6)已知:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;FeS+2H+=Fe2++H2S↑。比较H2S、CuS和FeS溶解或电离出S2-的能力:_______。
6、(1)锂空气电池比传统的锂离子电池拥有更强的蓄电能力,是传统锂电池容量的10 倍,其工作原理示意图如图所示.
放电时,b 电极为电源的___________极,电极的反应为___________,充电时,a电极应与外接电源___________极相连接。
(2) ①25℃时,将a mol/L 的NaCN 溶液与0.01mol/L 的盐酸等体积混合,反应后测得溶液 pH=7,
则(a) HCN 的电离常数Ka (用含a的代数式表示)为___________;
(b)下列关于该溶液的说法正确的是___________
A.此溶液有C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(CN-)
B.此溶液有C(Na+)=C(HCN)+C(CN-)
C.混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度
②25℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2 mol•L-1 ,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kb=___________mol•L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量I2,则溶液中
将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可发生反应:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)△H=-1200KJ/mol,一定温度下,向容积固定为 2L的密闭容器中充入一定量的 CO和 NO2,NO2 的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
①0~10min内该反应的平均速率v(CO)=___________,从 11 min 起其他条件不变,压缩容器的容积变为 1L,则2 n NO 的变化曲线可能为图中的___________(填字母).
②恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母).
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2)
D.容器内混合气体密度保持不变
7、氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子,它们的离子半径最小的是___________(填离子符号),硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物,常温下CO2为气体,SiO2为高熔点固体。请分析原因:___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“<”、“>”或“=”,下同);酸性:HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱:___________。
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化,这利用了SO2 的___________性。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。
已知NaHSO3溶液呈酸性,而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO
)(选填“<”、“>”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水,配平该反应方程式_____
___Na2SO3+____KIO3+____H2SO4_____Na2SO4+____K2SO4+______I2+_____ H2O
8、(1)氢键是微粒间的一种常见作用力,如存在于醋酸分子间()和硝酸分子内(
)等。已知邻氨基苯甲醛(
)的熔点为39℃,对氨基苯甲醛(
)的熔点为71℃,请说明对氨基苯甲醛的熔点比邻氨基苯甲醛高的原因___。
(2)请用一个化学方程式并结合适当的文字说明HClO、H2CO3和HCO酸性的强弱___。
9、向等物质的量浓度的、
混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中,溶液中 与含硫各物质浓度的大小关系为______(选填字母)。
a.
b.
c.
d.
②溶液中所有阴离子浓度由大到小排列是____________;
溶液呈碱性,若向溶液中加入
溶液,恰好完全反应,所得溶液呈强酸性,其原因是____________(用离子方程式表示)。
10、鱼浮灵主要成分为过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)是水产养殖的速效增氧剂信息:
①过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质,50℃开始分解
②2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)=2Na2CO3•3H2O2(aq)△H<0
③过碳酸钠在异丙醇中的溶解度较低
实验室用Na2CO3与稳定剂的混合液和H2O2化合制备过碳酸钠,制备装置如图。
(1)冷凝管中冷凝水的进口是___(填“a”或“b”),恒压滴液漏斗中盛装的药品是___。
(2)实验测定反应温度对产物的影响如表所示,根据表中数据可以得知最佳的反应温度为15—20℃,请说明选择该温度的理由是___。
t/℃ | 活性氧百分含量/% | 产率/% |
5~10 | 13.94 | 85.49 |
10~15 | 14.02 | 85.78 |
15~20 | 15.05 | 88.38 |
20~25 | 14.46 | 83.01 |
(3)反应结束后,停止搅拌,( ),( ),( ),( ),干燥得到产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序___。
a.蒸发溶剂至100℃,冷却结晶
b.蒸发至大量晶体析出,用余热蒸干
c.加入异丙醇
d.用异丙醇溶液洗涤
e.用饱和碳酸钠溶液洗涤
f.抽滤
g.加入氯化钠晶体
h.静置
(4)过碳酸钠成分的测定:
①取适量过氧碳酸钠样品,用蒸馏水溶解后转移至250mL容量瓶中,定容,摇匀
②用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,加入2-3滴甲基橙,用0.2000mol•L-1硫酸标准溶液滴定至终点。重复操作2-3次,记录数据。
③用移液管移取12.50mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,用0.0200mol•L-1KMnO4标准溶液滴定至终点。重复操作2-3次,记录数据。
经计算发现过氧碳酸钠中碳酸钠与双氧水的比例大于2:3,引起上述结果可能的原因有___。
A.干燥产品时采用了加热烘干的方式
B.上述步骤②操作过程中,滴定完成后,俯视滴定管
C.上述步骤③滴定操作前润洗了滴定管和锥形瓶
D.上述步骤③滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡
(5)某小组在常温下进行H2O2在不同pH下,相同时间内溶解氧含量测定的实验,数据记录如表:
试剂 | H2O2 | H2O2+NaCl | H2O2+Na2CO3 | H2O2+NaOH | H2O2+NaOH |
pH | 6.01 | 5.97 | 8.14 | 8.15 | 9.26 |
溶解氧 | 6.44 | 6.48 | 9.11 | 9.12 | 10.97 |
结合以上数据分析“鱼浮灵”溶于水后在水产养殖中速效增氧的原理是___。
11、化学需氧量(chemical oxygen demand,简称COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化 1 L 污水中有机物所需的氧化剂的量,并换算成以氧气为氧化剂时,1 L水样所消耗O2的质量(mg·L-1)计算。COD小,水质好。某湖面出现赤潮,某化学兴趣小组为测定其污染程度,用 1.176 g K2Cr2O7固体配制成 100 mL溶液,现取水样20.00 mL,加入10.00 mL K2Cr2O7溶液,并加入适量酸和催化剂,加热反应2 h。多余的K2Cr2O7用0.100 0 mol·L-1Fe(NH4)2(SO4)2溶液进行滴定,消耗Fe(NH4)2(SO4)2溶液的体积如下表所示。此时,发生的反应是CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。(已知K2Cr2O7和有机物反应时被还原为 Cr3+,K2Cr2O7的相对分子质量为294)
序号 | 起始读数/mL | 终点读数/mL |
1 | 0.00 | 12.10 |
2 | 1.26 | 13.16 |
3 | 1.54 | 14.64 |
(1)K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)求该湖水的COD为______mg·L-1。
12、绿柱石()获取BeO的常用方法有酸浸法和氟化法两种,其操作流程如图:
(1)为了提高“锻烧”反应的转化率,可采用的措施有___________(写一条)。
(2)“萃取”后,水相中主要含的金属离子为___________(填离子符号);已知Be在有机相和水相中分配比(即萃取的浓度比)约为2∶1,为了使的萃取率达到99%以上,可采用的有效措施有___________(写一条)。
(3)加“锻烧”时,有
生成,则煅烧时发生的化学方程式为___________;产物
的VSEPR模型为___________。
(4)加入NaOH“除铁”时,是为了除去过量的,则发生的离子方程式为___________。
(5)加入NaOH“沉铍”时,为使得沉铍率达到99.9%,应调节溶液的pH值为___________(计算结果保留至小数点后一位)。已知:沉铍前,溶液中,
;
,
;
;
。
(6)绿柱石属于硅酸盐材料,其晶体结构中含有环状硅酸盐单元;z轴方向上,相邻两层
环投影图如图甲,晶胞结构如图乙。
①z轴方向上,晶胞参数c为2xpm,而不是xpm的原因是___________。
②绿柱石的化学式为___________。
③已知:晶体中,Be、Al、Si均和氧配位,Be和Si的配位数均为4,氧的配位数有两种,分别为2和3,两种氧的个数比为1∶2.通过计算可确定Al的配付数应为___________。
13、活化二氧化锰在能源化学上有着重要作用,工业上利用精制软锰矿粉(MnO2)通过下列流程制备:
已知:蒸发结晶得到MnSO4
(1)泥浆化的目的是______。
(2)“第一次焙烧”温度是1000℃,生成Mn3O4、SO2和O2,“第二次焙烧”温度为700℃,产物为Mn2O3;700℃时焙烧氧化剂为______(填化学式)。
(3)“酸歧化”的离子方程式为______。
(4)活化MnO2中不能含有铜、铅等重金属元素,在“中和过滤”前需要加入某种正盐而除去重金属离子,该盐的名称是______。
(5)“第一次焙烧”所产生的SO2,可以部分转化为硫酸(转化率100%)以便降低成本,理论上转化为硫酸的SO2占全部的SO2质量分数为______。
(6)在碱性锌锰电池(ZnlKOHIMnO2)中,活性MnO2[生成MnO(OH)]作电池的______极,其电极反应为______。废电池经过一系列工艺得到MnO2和MnO(OH)混合物,该混合物经过______(填方法)可以直接得到活化MnO2。
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